多路正弦波合成实验.doc

多路正弦波合成实验
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目录
摘要.。．.．...．.。。..。．...．．。．.．。．。。．。.．.．.．.。．..。..．．。。。。。..。．。..．。。.。。.。。..。。。．。．。。。。。。。..．．．..。.。.．..．．。．．.．．．．．。．。．.。。。．.。.。.。。．。。。。．。。。．。．．.。。.。.。。.．.1
一、系统方案ﻩ１
１、４０dＢ放大器方案比较与选择 1
2、移相器方案比较与选择ﻩ1
3、加法器方案比较与选择 ２
4、系统整体框图ﻩ2
二、理论分析与计算 2
１、4０dＢ放大器的电路分析 2
2、-45°移相器（1ｋｈｚ）的电路分析ﻩ3
3、-4５°移相器（３khz）的电路分析ﻩ3
4、加法器电路分析 4
三、　系统电路设计ﻩ4
1、４0dB放大器电路ﻩ4
2、 -45°移相器（1ｋhz）的电路ﻩ5
3、　加法器电路ﻩ5
多路正弦波合成实验
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四、测试方案与测试结果ﻩ5
１、测试仪器ﻩ5
2、测试方案及结果 6
3、误差分析 7
摘要
本设计由40ｄＢ放大器、移相器和加法器等主要功能模块组成.
放大器采用运放级联的方式达到４0dB增益，对上次实验衰减网络输出1KＨｚ正弦波衰减信号进行放大;移相器采用一阶全通滤波器，利用其相频特性来实现移相功能;加法器采用普通的反向比例放大器即可实现1ＫHｚ正弦波信号与3ＫHｚ正弦波信号相加,合成近似方波。
关键词：移相器 加法器 　近似方波
一、系统方案
１、40dB放大器方案比较与选择：
方案一：、共基、共集电路，通过级联达到放大倍数要求,并施以一定的反馈提高系统稳定性。此方案成本低,但稳定性差，偏置电流难以调节,且放大带器宽受到三极管特征频率的限制,难以准确控制。
方案二：使用运放构成三级级联放大器。第一级放大使用运放搭建同向放大器，提高输入阻抗。第二级、第三极搭建反相比例放大器，使整个放大器输出信号与输入信号同相,并在第三极运放同相端增加偏置调节电路，减小输出电压漂移。此方案可同时满足增益、输出电压漂移小、输入阻抗大和放大带宽的要求。
综上所述，本设计的40ｄB放大器选择方案二。
2、移相器方案比较与选择:
方案一:,并通过放大器调节幅度增益为１。本方案思路简单明了，但是,每次调节相移都会引起幅度的变化.
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方案二:一阶全通滤波器构成的移相器。用放大器构成一阶全通滤波器,移相的大小可通过调节电阻实现，且增益可恒定为1.
综上所述，方案二不但电路简单且效果好，故此次设计选择方案二.
3、加法器方案比较与选择：
加法器只需完成简单的相加任务,普通的反向相加器便可满足要求。
4、系统整体框图
　 通过以上分析，系统整体框图如图1所示,系统由放大器,移相器，相加器依次级联而成。相加器输出为近似方波。
图1 系统整体框图
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二、理论分析与计算
1、4０dB放大器的电路分析
此放大器由三级放大电路级联而成,第一级为同向放大电路,第二、三级为反向放大电路。
输入阻抗分析:第一级的同向输入可提高放大器的输入阻抗,理想状态下，放大器的输入阻抗为无穷大,可满足题目要求的放大器输入阻抗大于100KΩ.
放大倍数与输入带宽分析：由于LM324的压摆率较低，因此，应尽量减少后级放大电路的升压压力，，选择第一级放大倍数为１0，第二级放大倍数为５，第三级放大倍数为２。
　 输出电压漂移分析：由于外部电磁干扰与放大器非理想特性而存在的偏置电压影响,当输入为0V时，输出并不为零。为使输出电压漂移尽可能减小，在末级放大器的同相输入端接入偏置电压，微调滑动变阻器，可调节输出电压漂移.
　 　 高频增益补偿：由于放大器的频率特性,，可在电阻两端并联一个小电容,以补偿增益.
２、-４5°移相器(1ｋhz）的电路分析
　 用全通滤波器移相时，其增益可设置为1。当电容C１接同向端与地之间时，全通移相器的相移公式为：
取Ｃ1=10ｎF，算得R2=6592Ω。
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